Раздел 6. Создание, внедрение и интеграция систем и технологий

В 2002 г. CALS-, CAD-, САМ-, CAE-технологии были вклад,

чены в перечень критических технологий РФ.

Признание важности развития CALS/ИПИ-технологий в Рос­

сийской Федерации на государственном уровне отражается в том

что на рубеже веков в разные годы были созданы важные элемен­

ты инфраструктуры, необходимой для разработки и внедрения

CALS-технологий: Государственный научно-образовательный

центр CALS-технологий [110], Научно-исследовательский центр

(НИЦ) CALS-технологий «Прикладная логистика» [109] и Тех­

нический комитет (ТК 431) Госстандарта России, координирую­

щий разработку отечественной нормативной базы.

Был также создан ряд советов и общественных организаций,

способствующих внедрению CALS/ИПИ-технологий в россий­

скую промышленность: Авиационный промышленный совет по

CALS [144], Российская ассоциация разработчиков и пользова­

телей ИПИ-технологий, Международная ассоциация по пробле­

мам CALS [111], Международный центр конверсионных техно­

логий и ряд других объединений и центров.

В большинстве документов, разработанных в этих компе­

тентных органах и советах, наряду с техническим и организа­

ционными проблемами отмечается необходимость создания

и развития системы подготовки и переподготовки инженерных

кадров по новым информационным технологиям, а также важ­

ность внедрения CALS/ИПИ-технологий в учебный процесс

вузов.

6.7.3. Автоматизированные системы поллержки

и управления ЖНИ

В течение своего жизненного цикла машиностроительное

изделие последовательно проходит ряд этапов, на каждом из

которых используются различные методы и средства автомати­

зации.

В целом ряде публикаций и учебников по информационным

технологиям [23, 35] приводится ставшая уже классической схе­

ма взаимодействия автоматизированных систем в процессах

Ж Ц И . На рис. 6.1.4 приведен модифицированный и дополнен­

ный ее вариант.

386

Концепция комплексной информационной поддержки жизненного цикла изделии

Рис. 6.1.4. Схема взаимодействия автоматизированных систем

в процессе жизненного цикла изделий машиностроения

На схеме нами выделены два центра автоматизации P D M -

и ERP-системы, добавлен важный для современной рыноч­

ной экономики этап маркетинга и нанесены соответствующие

связи.

Даже такая разветвленная схема отражает только основные

компоненты, этапы и связи между ними и не претендует на

окончательность и завершенность. Это только подчеркивает

сложность задачи комплексной автоматизации и интеграции

ЖЦИ машиностроения и соответствует системному принципу

постоянного развития и совершенствования автоматизирован­

ных систем и технологий.

На схеме использованы наиболее популярные и устоявшиеся

обозначения автоматизированных систем, которые исторически

сложились в процессе развития промышленных компьютерных

технологий, и основаны на аббревиатурах англоязычных назва­

ний систем (табл. 6.1.1).

Системы, средства и технологии, предназначенные для авто­

матизации отдельных процессов и этапов ЖЦ изделия, весьма

Многочисленны, постоянно развиваются и пополняются.

387

Коние Раздел 6, Создание, внедрение и интеграция систем и технологий

пция

Таблица 6.1

Автоматизированные системы, используемые в процессе

жизненного цикла изделий машиностроения

388

комплексной информационной поддержки жизненного цикла изделии

389

Обозна­ чение	Расшифровка и перевод	Основное назначение
CAD	Computer Aided Design — компьютерно- поддержанное конструирование	Система автоматизации конструиро­ вания и разработки проектно-конструктор- ской документации. Как правило, включа- етподсистемы 3D- и 20-геометрического моделирования, а также набор объектно- ориентированных модулей для решения типовых проектно-конструкторских за­ дач
САМ	Computer Aided Manufacturing — компьютерно- поддержанное производство	Система автоматизации моделирования технологических процессов и разработ­ ки программ для станков с ЧПУ. Может включать встроенный геометрический моделер для проектирования формо­ образующих поверхностей
САРР	Computer Aided Process Planning — компьютерно- поддержанное планирование процессов	Система автоматизации проектирования технологических процессов и разработки технологической документации. Как пра­ вило, включает модули аналитических расчетов типовых технологических про­ цессов, трудового и материального нор­ мирования
CAE	Computer Aided Engineering — компьютерно- поддержанный инжиниринг	Система автоматизации проектировоч­ ных расчетов и инженерного анализа. Как правило, реализует метод конечных эле­ ментов. Используется для моделирования нап­ ряженно-деформированного состояния конструкций, оптимизации конструкции изделий и технологических процессов, численного расчета физических полей различной природы

	Product Data Management — управление дан­ ными о продукте	Система автоматизации управления ин­ женерными (проектными) данными. Вы­ полняет функцию центра информацион­ ной интеграции в PLM-решениях. Автоматизирует задачи хранения, об­ мена и управления конфигурациями комплексных моделей изделий. Обеспечивает технологии параллель­ ного проектирования и организации коллективной работы над проектом
ERP	Enterprise Resource Planning — плани­ рование ресурсов предприятия	Система автоматизации планирования и управления предприятием (ресурсами предприятия: финансовыми, материаль­ ными, кадровыми и пр.). Базируется на использовании следую­ щих методик: MRP (Material Requirements Planning) - планирование потребностей в материалах и производственных ресурсах; MRP-II ( Manufacturing Resource Planning)
MES	Manufacturing Execution System — производственная исполнительная система	Система автоматизации управления производством. Предназначена для авто­ матизации оперативного производствен­ ного планирования и управления про­ изводственным документооборотом на уровне производств, цехов и участков
SCM	Supply Chain Management — управление цепочками поставок	Система автоматизации производствен­ ной логистики. Предназначена для авто­ матизации работы службы снабжения, планирования закупок и формирования графика поставок материалов, комплек­ тующих и пр.
CRM	Customer Relationship Management — управление взаимоотно­ шениями с клиентами	Система автоматизации и учета работ с клиентами и заказчиками. Автоматизи­ рует создание и ведение клиентских баз данных, планирования работ, управле­ ние внешней перепиской и документо­ оборотом

Автоматизированные системы, используемые для сопрово-

экдения жизненного цикла даже одного изделия, разнородны по

своему назначению, функционированию и, что существенно,

основаны на разнообразных моделях и методиках из различных

предметных областей. Информационная и техническая слож­

ность отдельных этапов жизненного цикла и соответствующих им

автоматизированных систем требует для реализации различных

по уровню и объему ресурсов, средств и затрат [24, 35, 56, 58].

По назначению и профессиональной специфике используе­

мые в процессах ЖЦ компьютерные системы и технологии мож­

но условно разделить на три группы, которые развиваются во

многом параллельно и автономно друг от друга.

Конструкторско-технологическая подготовка производства,

автоматизация технического обслуживания и эксплуатации изде­

лий (КТППи ТО). К этой группе прежде всего относятся системы

автоматизированного конструирования (CAD); технологической

подготовки (САМ, САРР) и инженерного анализа (CAE), исполь­

зуемые в КТПП. Коллективную работу над проектами и интегра­

цию на этом этапе обеспечивает применение PDM-систем.

Без конструкторско-технологических моделей и данных, соз­

даваемых в процессе КТПП, не могут обойтись системы инфор­

мационной поддержки эксплуатации, обслуживания и ремонта

изделий (ТО).

Электронные технические документы являются первоисточ­

ником при создании интерактивных технических руководств

(ИЭТР/IETM — Interactive Electronic Technical Manuals) и обуча­

ющих подсистем. Сюда же можно отнести технологии виртуаль­

ных предприятия и КБ.

Перечисленные компоненты чаще всего и составляют базо­

вое наполнение PLM-системы (PLM-решение).

Планово-экономическая подготовка, организационное обеспе­

чение и управление производством. Специфическими для дан­

ного круга задач являются компьютерные системы, обеспечи­

вающие автоматизацию управления производством (АСУП).

За рубежом в этой области используют системы ERP(MRP)

и MES, реализующие известные концепции MPR и MRPII

{Requirements Planning — планирование потребностей в матери­

алах; Manufacturing Resource Planning — планирование ресурсов

390

391

производства). В настоящее время на большинстве российских

предприятий наблюдается активное вытеснение традицион­

ных АСУП собственного производства коммерческими ERp.

решениями.

Маркетинг, продажа и поставка изделий, снабжение и произ­

водственная логистика. К этой функциональной группе средств

автоматизации можно отнести программы, предназначенные для

информационной поддержки работы с заказчиками, потребите­

лями и субподрядчиками, — системы логистической поддержки

изделия: SCM, CRM, E-commerce (В2В, В2С).

Разумеется, что многие информационные технологии тесно

связаны и взаимно пересекаются при реализации в реальных

автоматизированных системах. Сама цепочка жизненного цик­

ла изделия на практике не является однозначно линейной, со­

держит циклы и разветвления. Общими для большинства эта­

пов являются универсальные информационные технологии баз

данных (БД), компьютерных сетей, офисного делопроизводства

и электронного документооборота и многие другие.

Автоматизированные средства и технологии, попадающие

в первую группу, признаны наиболее сложными компьютер­

ными системами. На этапах проектирования, технологической

подготовки и производства изделия, как правило, необходимо

оперировать сложными физическими процессами и объектами,

которые требуют высокоточных моделей, используют сложные

математические методы и алгоритмы. На этих этапах формиру­

ются внешний облик, структура и состав изделия, определяют­

ся проектные параметры и эксплуатационные характеристики.

Проектируется технология производства и происходит материа­

лизация первоначального замысла.

На этапах проектирования и технологической подготовки

производства циркулирует самый мощный в ЖЦ информаци­

онный поток и выпускается основной объем технической и со­

проводительной документации. Хотя итоговым потребителем

электронных технических руководств (ИЭТР/IETM) являются

покупатель, службы эксплуатации, обслуживания и ремонта, их

разработка неэффективна без участия проектировщиков. Наи­

более успешная и оперативная работа по созданию ИЭТР долж­

на вестись с использованием возможностей PDM-системы.

392

Активное внедрение PLM-систем в России только начинает­

ся, опубликовано относительно немного научных работ, учебни­

ков и пособий, освещающих эту сферу прикладных компьютер­

ных наук.

Производство изделия — один из самых важных и ответствен­

ных этапов ЖЦ изделия, прежде всего в организационном отно­

шении. На этом этапе формируются материальные потоки, ко­

торые требуют для своей реализации значительных финансовых

ресурсов. В условиях средне- и крупносерийного производства

этап производства является наиболее энергоемким, материало-

емким и трудоемким. Значительно усложняют задачи инфор­

мационной поддержки производства, территориальная разоб­

щенность подразделений и организаций, высокая размерность

перечня деталей и агрегатов при изготовлении структурно слож­

ных изделий.

Аппарат моделирования и технологии реализации задач управ­

ления производством достаточно хорошо разработан и продолжа­

ет успешно развиваться, о чем свидетельствуют многочисленные

публикации.

Внедрение ERP-систем, связанных с автоматизацией управ­

ления производством, материальными и финансовыми ресур­

сами, в настоящее время идет опережающими темпами по срав­

нению с автоматизацией КТПП, особенно на экономически

благополучных предприятиях в металлургической, нефтегазовой

и добывающей промышленности.

Можно найти впечатляющие показатели эффективности от

внедрения систем работы с клиентами (CRM) и управления про­

дажами (S&SM) в областях электронных коммуникаций и тор­

говли.